【中國數(shù)字視聽網(wǎng)訊】由于Internet在全球的飛速發(fā)展，IP應用已成為發(fā)展趨勢。國家的通信網(wǎng)建設發(fā)展越來越快，利用中國已建成的公眾多媒體通信網(wǎng)，建設基于IP的跨省份會議電視系統(tǒng)已經(jīng)得到很普遍的應用。這種應用目前最大的問題就是IP網(wǎng)絡的Qos問題。數(shù)據(jù)傳輸量每年都呈幾何級增長，大量網(wǎng)民喜歡在線觀看電影或大量下載影片，這樣直接導致網(wǎng)絡擁塞、網(wǎng)絡抖動，造成了傳輸數(shù)據(jù)包的丟失，甚至出現(xiàn)聲音無法聽清楚、視頻大面積馬賽克等現(xiàn)象，嚴重地影響了遠程視頻會議的視聽體驗。

在多媒體通信領域，各廠家在推出各種IP視頻通信產(chǎn)品的同時，對影響產(chǎn)品傳輸?shù)木W(wǎng)絡丟包技術(shù)都在進行深入的研究，捷視飛通推出了具有自主產(chǎn)品的抗丟包技術(shù)—V-link。

捷視飛通科技有限公司（iFreecomm）是領先的多媒體通信融合解決方案提供商，公司總部和研發(fā)中心位于深圳高新園，營銷網(wǎng)絡遍及全國。公司產(chǎn)品重點投入在高清視頻會議、綜合數(shù)字視頻監(jiān)控、多媒體指揮調(diào)度、數(shù)字音頻處理系統(tǒng)等領域，經(jīng)過多年的積累，研發(fā)出完整產(chǎn)品系列。
捷視飛通秉承科技創(chuàng)新的精神，自主研發(fā)了“IP視頻通信中的抗丟包技術(shù)（V-Link）”，并具有全部知識產(chǎn)權(quán)。V-Link主要解決IP視頻通信中，由于網(wǎng)絡擁塞導致數(shù)據(jù)包丟失，從而造成視頻卡頓、音頻中斷、PPT內(nèi)容模糊變形等問題。基于自主研發(fā)的算法，V-Link全面覆蓋IP通信中的所有重要信息，可以有效保護包括視頻會議通話的視頻、語音及數(shù)據(jù)內(nèi)容。

V-Link技術(shù)目前已經(jīng)在捷視飛通的MCV8000多點控制單元、MCV2000視頻會議終端、MCV2000 Mini、MCV2000Mini Box等產(chǎn)品以及基于上述產(chǎn)品的解決方案中應用。這些方案包括FreeMeeting睿視高清會議解決方案和FreeMeeting瓏視高清會議解決方案。

一、IP視頻通信中丟包造成的影響

在IP視頻通信中，一旦傳輸網(wǎng)絡中出現(xiàn)丟包的情況，就會對聲音、視頻的傳輸造成較為明顯的影響，最終影響用戶體驗和使用。

對視頻質(zhì)量的影響主要有：馬賽克現(xiàn)象、局部變形(圖像的某些區(qū)域不清晰)、圖像模糊、屏幕頻繁刷新或閃爍、視音頻不同步、幀率下降、圖像靜止等等。

對音頻質(zhì)量的影響包括：總體音頻失真、間斷或間歇性噪音、音頻中斷等。

對內(nèi)容和演示數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響包括：幻燈片模糊變形、翻頁速度減慢或屏幕頻繁刷新和圖像靜止等等。

另外，丟包還會引起過度延遲，甚至是通話中斷。

IP視頻通話中網(wǎng)絡丟包造成的影響程度主要由丟包率、丟包隨時間變化情況以及視頻通話中各個終端和設備的能力所決定。正如我們通常認為的那樣，丟包率越高，對視頻通話的影響也更為明顯。

二、 造成網(wǎng)絡丟包的常見原因

1.網(wǎng)絡設備故障引起網(wǎng)絡丟包

設備故障主要是指硬件方面的故障，不包含軟件配置不當造成的丟包。如網(wǎng)卡損壞、交換機端口出現(xiàn)物理故障、光纖收發(fā)器電端口與網(wǎng)絡設備的接口的雙工模式不匹配。

近日在某銀行的專網(wǎng)環(huán)境中測試視頻會議設備，發(fā)現(xiàn)核心交換機某個端口故障造成丟包現(xiàn)象，嘗試更換到交換機空余的端口后，網(wǎng)絡恢復正常，不再出現(xiàn)丟包現(xiàn)象。

交換機端口出現(xiàn)故障，究其原因是因為交換機自身的性能發(fā)生老化，導致硬件性能下降，因此出現(xiàn)上網(wǎng)數(shù)據(jù)丟包嚴重的現(xiàn)象。

2.物理線路故障

網(wǎng)管員發(fā)現(xiàn)廣域網(wǎng)線路時通時斷，發(fā)生這種情況時，有可能是線路出現(xiàn)故障，通過檢查交換機與光纖收發(fā)器之間的連接網(wǎng)線，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)線老化，更換新網(wǎng)線，網(wǎng)絡恢復正常。由物理線路引起的丟包現(xiàn)象還有很多，如光纖收發(fā)器連接問題，跳線沒有對準設備接口、RJ-45接頭有問題等。

3.網(wǎng)絡擁塞

網(wǎng)絡擁塞造成丟包率上升的原因很多，主要是路由器資源被大量占用造成的，應用中遇到的造成網(wǎng)絡擁塞的情況還有很多，如大量的UDP流量、大量的組播流、廣播包穿越路由器，路由器配置了IP NAT并且有很多DNS包穿越路由器等。

4.路由錯誤

網(wǎng)絡路由錯誤也會導致數(shù)據(jù)包不能到達目的主機，如主機的默認路由配置錯誤，主機發(fā)出的訪問其他網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)包會被網(wǎng)關丟棄

三、V-Link抗丟包原理

V-Link主要解決了音視頻傳輸過程中，由于基礎網(wǎng)絡設備的限制導致的數(shù)據(jù)包丟失，從而引起視頻卡頓、音頻中斷、內(nèi)容花屏等問題。

V-Link通過對“信源編解碼”來達到信道傳輸保障的目的, 借鑒了通信系統(tǒng)中通過信道編解碼來校驗和保證數(shù)據(jù)完整性的原理：由發(fā)送方系統(tǒng)引入一定量的數(shù)據(jù)冗余，使接收方系統(tǒng)可以偵測并糾正錯誤，而無需請求發(fā)送方系統(tǒng)重新傳送丟失的信息。V-Link使用特定的算法從有效數(shù)據(jù)計算出校驗位數(shù)據(jù)（信道編碼），在接收端發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包丟失之后可以通過相應的算法從成功接收的數(shù)據(jù)中恢復出傳輸過程中丟失的數(shù)據(jù)包。

V-Link還采用了優(yōu)化的數(shù)據(jù)包重傳技術(shù)，兼顧數(shù)據(jù)傳輸效率、糾錯能力、媒體流時延三個方面，作為“冗余糾錯”的輔助手段，進一步加強多媒體傳輸在丟包率高的網(wǎng)絡環(huán)境中的質(zhì)量保障。

V-Link同時考慮了由于數(shù)據(jù)擁塞導致網(wǎng)絡丟包的因素，設計了在網(wǎng)絡丟包率高的情況下，反饋發(fā)送端降低編碼（信源編碼）發(fā)送碼率的機制，以此來避免加重網(wǎng)絡擁塞。并且當網(wǎng)絡丟包率降低之后，能夠自動檢測并反饋發(fā)送端重新提高編碼發(fā)送碼率的機制，以恢復到較好的媒體質(zhì)量。
V-Link 的理論依據(jù)是：以數(shù)據(jù)包恢復的“信道編解碼”算法提供穩(wěn)定的音視頻通信質(zhì)量，遠比試圖隱藏丟包造成的影響（差錯隱消）所產(chǎn)生各種問題（馬賽克、畫面靜止、聲音中斷等）困擾的視頻通信要好得多。
綜上，V-Link使用了數(shù)據(jù)包重傳和冗余糾錯技術(shù)的同時，還使用了智能流控技術(shù)作為輔助，三種手段同時使用可以更有效的降低網(wǎng)絡丟包對音視頻質(zhì)量的影響。

四、V-Link在真實網(wǎng)絡環(huán)境中的實測表現(xiàn)

目前V-Link在真實網(wǎng)絡環(huán)境中的實測表現(xiàn)如下：視頻在10%~15%丟包率網(wǎng)絡環(huán)境下，仍能保持流暢，聲音在丟包率達到20%的網(wǎng)絡環(huán)境下，仍舊表現(xiàn)得非常出色，該表現(xiàn)在中國泰爾實驗室的已有過驗證并已出具相應的報告。

V-Link在真實網(wǎng)絡環(huán)境中的實測表現(xiàn)

V-Link抗丟包技術(shù)在IP視頻通信中具有如下功能：

1)丟包保護

V-Link使用在誤碼率較高的IP網(wǎng)絡上進行高質(zhì)量的視頻通話，從而提高了視頻體驗

2)網(wǎng)絡適應性強

由較好的網(wǎng)絡轉(zhuǎn)向較差的網(wǎng)絡及從較差的網(wǎng)絡中恢復到較好的網(wǎng)絡，V-Link自動調(diào)整發(fā)碼率機制，以此避免由于網(wǎng)絡擁塞丟包給視頻帶來的不良影響。

3)降低延遲

通過允許接收方系統(tǒng)實時重建和恢復丟失的數(shù)據(jù)，V-Link排除了接收方系統(tǒng)需要等待可能丟失的、延遲的或混亂信息的需求。反過來，也減少了動態(tài)抖動緩沖區(qū)空間以及相關的延時。

4)實時重建與恢復丟失的數(shù)據(jù)

接收端具有對數(shù)據(jù)包自動糾錯能力，一旦檢測到數(shù)據(jù)包丟失，馬上從冗余數(shù)據(jù)中實時重建數(shù)據(jù)，如果冗余數(shù)據(jù)中沒有所丟失的數(shù)據(jù)，那么能夠反饋發(fā)送端，要求發(fā)送端重新發(fā)送所丟掉的數(shù)據(jù)包。

5)對媒體全面保護

V-Link算法全面考慮了視頻中通話中的所有信息，使得通話中的視頻、語音、數(shù)據(jù)內(nèi)容免受到網(wǎng)絡丟包的影響。

五、V-Link抗丟包技術(shù)的優(yōu)點

總結(jié)以上幾點，V-link抗丟包技術(shù)有以下幾個優(yōu)點：
1、V-Link不占用網(wǎng)絡帶寬，能夠自動調(diào)整發(fā)碼率機制

2、V-Link不會降低編碼率，采用調(diào)整發(fā)碼率機制來適應網(wǎng)絡傳輸，保障音視頻的質(zhì)量

3、捷視飛通MCU不需要手動啟用V-link功能，自適應終端的能力集

4、V-Link不會修改編碼率來解決網(wǎng)絡丟包影響視頻質(zhì)量的問題，而通過實時重建與恢復丟失的數(shù)據(jù)，保障視頻的清晰度

5、視頻在10%~15%丟包率網(wǎng)絡環(huán)境下，仍能保持流暢，聲音在丟包率達到20%的網(wǎng)絡環(huán)境下，仍舊表現(xiàn)得非常出色。

（編輯：沐棉花）